L’elettroerosione (EDM) può essere utilizzata sia per il taglio e la svasatura che per la foratura di materiali elettricamente conduttivi. Il materiale del pezzo viene brevemente fuso da una formazione di impulsi elettrici e plasma e dopo l'interruzione e l'implosione viene rimosso dalla zona di lavorazione con l'aiuto del dielettrico. Si tratta quindi di un processo di asportazione termica in cui il materiale viene rimosso sia dal pezzo in lavorazione che dall'utensile. Con un'adeguata regolazione dei parametri del processo di elettroerosione, è possibile ottimizzare l'ablazione sul pezzo in lavorazione per quanto riguarda la precisione e le prestazioni di ablazione e ridurre l'usura dell'elettrodo dell'utensile. Tutti e tre i processi di EDM sono studiati insieme alla ricerca di base sui processi. Vengono utilizzati anche processi elettrochimici, in cui si ottiene la rimozione del materiale dal pezzo in lavorazione senza usura dell'utensile.


Foratura EDM

Le principali applicazioni della foratura EDM sono nella produzione di fori con un ampio rapporto L/D, alcuni dei quali non sono perpendicolari alla superficie del pezzo, o in materiali elettricamente conduttivi e difficili da lavorare. Tipicamente, l'elettrodo cilindrico ruota e permette il riscialcquo con il dielettrico attraverso uno o più fori interni. L'elettrodo viene guidato ed il sistema è adatto anche per la fresatura EDM, ovvero è possibile ottenere geometrie definite, ad esempio, alle interfacce di ingresso e di uscita dei fori. Applicazioni tipiche sono i fori sui sistemi di iniezione del carburante o i fori di raffreddamento sulle pale delle turbine.


Elettroerosione a tuffo

L'elettroerosione a tuffo è probabilmente il processo di elettroerosione più diffuso. L'elettrodo genera una superficie complementare sul pezzo da lavorare con un piccolo spazio di erosione. Applicazioni tipiche sono gli inserti nella costruzione di stampi per utensili, spesso con geometrie complesse realizzate con materiali difficili da lavorare e che non possono essere realizzati in modo preciso ed economico con qualsiasi altro processo. La nostra ricerca qui si concentra sulla produzione di elettrodi, principalmente attraverso la fresatura e la selezione dei parametri EDM, in modo che l'elettrodo dell'utensile produca una rimozione precisa e con minima usura. A tale scopo, è necessario conoscere la posizione della formazione della scintilla sull'elettrodo ed essere in grado di influenzarne l'energia. Altre aree sono l'erosione con dielettrico gassoso (erosione a secco), la scelta del dielettrico o del materiale per l'elettrodo e l'influenza del processo per la generazione di specifiche proprietà superficiali come le superfici riflettenti.


Taglio EDM

Il taglio a filo per elettroerosione è spesso utilizzato per tagliare materiali elettricamente conduttivi difficili da lavorare o per produrre giunti solidi precisi. L'elettrodo è formato da un filo sottile e teso che viene continuamente rinnovato da un avvolgimento meccanico. Il processo si svolge in un bacino, solitamente riempito con acqua deionizzata come dielettrico. I temi di ricerca sono la manipolazione della superficie del pezzo da parte dei parametri di processo (compresi il filo e il risciacquo). In aggiunta, vengono ricercati l’ottimizzazione della guida del filo per quanto riguarda la precisione e l'assenza di vibrazioni, il monitoraggio del processo e le modifiche microstrutturali, specialmente nelle sezioni sottili. Molti di questi aspetti sono stati studiati durante lo sviluppo del processo di ravvivatura delle mole abrasive. Inoltre, è stato aggiunto l'aspetto del taglio a filo per elettroerosione ad alta velocità relativa tra filo e mola (= pezzo). Particolarmente importante è il controllo del processo alla velocità di macinazione e il supplemento dei fluidi per rettifica - in questo caso con funzione dielettrica - nella fessura di erosione.


Ricerca di base su elettroerosione

Per una migliore comprensione del processo, si studia il plasma o la luce emessa nel gap di erosione. A questo scopo, la luce viene analizzata per mezzo di uno spettrometro per le lunghezze d'onda della luce emessae quindi per le componenti atomiche e la durata, le dimensioni, la posizione e l'intensità del plasma vengono registrate con una telecamera ad alta velocità. A seconda dell'accoppiamento tra elettrodo e materiale del pezzo e del mezzo dielettrico, si può determinare quali elementi sono responsabili della luce emessa. La simulazione degli spettri di luce con PrismSPECT e il confronto con gli spettri misurati permettono una migliore comprensione del processo di EDM e la stima delle temperature che si sviluppano. Un ulteriore modello di simulazione viene utilizzato per calcolare il materiale fuso del pezzo o la dimensione del cratere eroso da un singolo impulso.

Erodierte Krater
Crateri generati da EDM